试论公路工程施工中灌浆技术分析

杜贵祥

【摘要】灌浆技术应用于公路工程建设中，能起到良好的加固作用，其原理是有一定依据的。地下层中的土体本身较松散，不够均匀，使用钻孔技术把配置完成的浆液进行加压后灌进土层中，引起灌浆孔向外扩张，形成圆柱状浆体，并挤压周围的土体使之充填到钻孔里，另外，要将紧靠浆体的土体破坏和剪切掉，使之形成塑性变形区，而距离浆体较远的土体区域则发生了彈性变形，能够提高钻孔周围土体的密度。

【关键词】公路工程 施工 灌浆 技术

前言

灌浆施工技术就是将水泥或其他浆液渗透、充填在周围土体中，使之压密扩展后形成浆脉，公路工程中的灌浆法师把灌注材料通过钻孔或路基塌陷处的出口进行灌浆，达到强化土层、充填洞隙、加固地基，拦截地下流水的作用。由于公路建设中仍存在地基松软、路面塌陷等危险因素，而灌浆技术在加固公路地基等方面起着良好的作用，能够节约工程投资、提高工程质量，有效减少公路的维护费。

一、灌浆技术的加固原理

灌浆技术应用于公路工程建设中，能起到良好的加固作用，其原理是有一定依据的。地下层中的土体本身较松散，不够均匀，使用钻孔技术把配置完成的浆液进行加压后灌进土层中，引起灌浆孔向外扩张，形成圆柱状浆体，并挤压周围的土体使之充填到钻孔里，另外，要将紧靠浆体的土体破坏和剪切掉，使之形成塑性变形区，而距离浆体较远的土体区域则发生了弹性变形，能够提高钻孔周围土体的密度。在进行灌浆过程中，土体裂缝会随之发展而扩大，浆液因此能够慢慢渗透到地下层，在其中形成方向不一、厚薄各异的条状、片状或者团块状浆体，一段时间后就逐渐凝结硬化成了纵横交错的浆脉，增强了土体和结石体之间的接触，使之沿着灌浆管形成了不规则、直径粗细相间的桩柱体。桩柱体和压密的地基土共同形成了复合地基，一起作用来控制沉降，提高公路的承载力。

二、灌浆施工

1.灌浆工艺流程

公路工程中路基的压力灌浆施工必须严格按照其工艺流程来进行，首先按设计图纸定孔放样，然后开动钻机进行成孔钻进，经过检验合格后才能开始灌注浆液，直至达到设计要求终止灌注。具体的工艺流程如下图：

灌浆施工的具体工序包括：布设灌浆钻孔→钻机就位→成孔钻进→终孔移机→检验孔深→安装灌浆器→配置浆液→压力灌浆→浆液变换→压力灌浆→止浆并取出灌浆器→封孔。

2.灌浆设计标准

（1）强度控制和施工控制

灌浆完成后，杂填土的承载力标准必须达到130kPa；淤泥或淤质土的承载力标准值保持在80kPa—100kPa；粉细砂的承载力标准值要大于110kPa；复合地基承载力标准值不能小于130kPa。严格按照施工控制的标准能有效增强灌浆的效果。另外，灌浆时不能仅仅只用理论上计算出的耗浆量来控制，这是因为土层的均一性不平衡、孔隙变化大，导致理论上计算出的耗浆量不确定，因此还必须根据耗浆量的降低绿来控制，也就是孔段的耗浆量随着灌浆次序的增加而减少。

（2）灌浆孔的设计和布孔

灌浆孔的位置应该选在漏水量最多的地方，并确保灌浆孔的底部和漏水裂缝孔隙相交。布孔的形式主要有骑缝和斜孔两种，在具体操作时应该根据实际情况和需要加以选择，甚至在必要时可以两者兼用。如果表面缝的缝隙不深，一般不提倡打孔，而是在缝面或漏水集中的地方采用粘贴灌浆嘴的方法，或者也可采用骑缝钻孔；如果表面缝的缝隙较深，并且裂缝的走向非常不规则，难以做到全部“骑缝”，这时可以采用斜孔加以辅助；骑缝灌浆的方法一般用在深度比较大的裂缝中，沿着裂缝表面将混凝土凿成“V”形槽。在一般的情况下，灌浆孔也就是饮水孔，打孔的实际方法应该可以根据施工条件的不同来决定，主要采用手工或机械方法。灌浆孔眼的大小则需根据灌浆嘴或灌浆钢管大小确定，一般钻孔孔径要比灌浆嘴或灌浆管大1mm～2mm。

（3）浆液的选材和配置

常用的水泥浆材料包括：水泥、粉煤灰、水、外加剂等。浆体制成后必须标准养护7d，使其抗压强度应到5MPa以上，确保浆体具有良好的可泵型、和易性、保水性、浆体过稠不能均匀布满板底空隙，浆体过稀则干缩性大。流动度是影响可灌性的主要因素，一般流动度高，可灌性就越好。在配置浆液时，首先应该根据试水前测定的灌浆孔漏水量、试水时所测定的灌入水量以及灌浆过程中的浆液损失量来决定浆液的用量，通常而言配浆量要大于压入颜色水数量。浆液的凝结时间可以通过改变组成材料的用量来控制，在室内先进行试配能够确定各组成材料用量。如果采用双液灌浆，也可以事先称量好有关材料，并将部分材料混合，最后在灌浆前加入促进剂，值得注意的是每一次配置的浆液最好不要超过太多，尽量是随配随用。

（4）封缝合固结灌浆嘴

封缝能够避免浆液向外流出，增强灌浆的压力能够确保浆液完全压入裂缝的深部，提高灌浆的质量。封缝时所选用的材料有一定的要求，必须按照裂缝的干湿程度来决定，一般包括速堵漏材料或PVC胶泥及水泥环氧胶泥。固结灌浆嘴时采取的方法多种多样，可以是橡皮墙塞法、直接打入钢管或者表面粘贴法。浆嘴最好安置在裂缝最宽的地方，并且保持一定的距离，实际情况应该根据裂缝的大小、走向和漏水情况来决定，在粘贴时可用插入细针的方法来固定位置以保证浆嘴对准裂缝。

（5）灌浆过程控制

灌浆是一项细致严谨的工作，必须进行有组织地分工协作，固定操作人员的岗位职责，特别应该安排专业的熟练人员进行操作，灌浆的具体操作程序主要包括：在灌浆之前对整个灌浆系统进行全面检查，确保灌浆机具能够正常运转、管路畅通；在开始灌浆时，根据不用的裂缝采取不同的方式，对于垂直裂缝一般自下而上灌浆，在集中漏水的地方，则应该先对漏水量大的孔洞进行灌浆，在有条件的情况下，可以对横裂缝实行多嘴同时灌浆；灌浆过程中也必须牢固联结灌浆系统和灌浆嘴，并打开排水阀门使得待浆液从排水阀门中流出后，立即关闭排水阀门，然后继续加压进行正常灌浆。

（6）灌浆结束的标准

如何确定灌浆是否达到饱和也是灌浆过程的一大关键技术，必须谨慎确定灌浆量才能达到最佳效果。在吸浆量和预先估计的浆液用量已经相差不多，并且吸浆量逐渐减小到0.01L/min，压力也比较稳定的情况下，再继续关注3-5min就可以结束灌浆。

3.灌浆质量的控制与检验

在公路灌浆施工中主要有两个工序，即钻灌浆孔和灌浆，在施工中必须严格按照程序要求实施工程质量控制和检验。必须认真检查钻孔孔位的偏差度、孔径大小和灌段的长度，按照规定及时对灌浆材料抽样送检，坚持在各个处治路段实行浆液试件样，在现场初步检测浆液的结石率后，再运送样品测试其结石率和抗压强度；根据灌浆过程中注浆压力、灌浆量、浆液配合比等技术数据综合反映出的填方路段的空隙情况，在选择确认本段灌浆的最佳配合比，在处置范围内合理关注；谨慎检验灌浆填充效果，采用复灌法，由监理工程师随机选取复灌孔，并检查孔的比例，若复灌浆量小于临近孔平均灌浆量的30%，则是在合格的标准内。

三、灌浆技术应用时需要注意的问题

板底灌浆适宜在气候相对较低、空气相对干燥时进行，5～30℃为宜，如果遇到雨季或者雨后的几天，应该停止灌浆，待脱空板底的积水排除后再施工，以保证灌浆效果。如果某些孔位灌浆不畅，浆液不易灌入时，可用泵向孔内壓射少量水，或者喷射空气，使之形成小空腔，与脱空部位贯通，以便浆液的灌入和初始分布。当发现灌浆泵压力计压力升高，超过控制值时，应停止泵送，以免带来板体扰动，以及因压力过高造成的灌浆栓塞拔起伤人事故。

灌浆后，浆体终凝前，应及时清除接缝、裂缝中的残渣，以避免板块推挤破裂。在开放交通前，选择合适的填缝材料重新进行灌缝，清除残留在路面上的砂浆，避免路面污染。处理灌浆孔时，可使用高于原路面设计强度标号的细石混凝土进行填补，再次灌浆时应该重新钻孔。

板底灌浆时解决板底脱空的有效方法，但是它不能使沉陷、错台板抬升到标高或者原位，也不能解决由于裂缝的产生而降低混凝土路面板使用品质、性能等问题。因此，在对公路路面养护施工中，应将板底灌浆、局部修补和罩面层三种手段综合并用。灌浆时要详细记录施工时每块板灌浆孔的位置、布孔数量，每个灌浆孔灌浆时的压力、灌浆量、冒浆情况等。除此之外，施工记录同时应有灌浆办的脱空状况描述、灌浆材料配合比、主要技术指标等数据。为确保板底灌浆加固的施工质量，应对施工人员进行培训，组织稳定的专业队伍施工。

四、结束语

目前，灌浆技术已经在我国公路施工中应用开来，取得不俗的成绩。但是真空灌浆技术仍然是一项比较新的技术，需要进一步发展和研究，而新型环保灌浆材料的改进与研发也是未来灌浆技术的重要发展方向。随着技术水平的提高，未来的灌浆技术必然更加成熟与完善。

参考文献

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